[发明专利]微电化学传感器和用于运行微电化学传感器的方法

说明书

微电化学传感器和运行微电化学传感器的方法。微电化学传感器至少具有隔膜、桥接片、第一电极和第二电极。隔膜具有第一子面和第二子面。隔膜至少在第一子面和第二子面的区域中对于特定化学物种的离子是可透过的。隔膜横向于基体中的凹穴布置，不透流体地封闭凹穴。桥接片在隔膜的第一侧上布置在第一子面和第二子面之间。桥接片在使用电能的情况下将隔膜在第一子面和第二子面的区域中加温到运行温度。第一电极是流体可透过的并且在隔膜的第一侧上至少布置在第一子面和第二子面上。桥接片在桥接片的区域中防止在第一电极和隔膜之间的电接触。第二电极同样是流体可透过的并且在隔膜的第二侧上至少布置在第一子面和第二子面上。

技术领域

本发明涉及一种微电化学传感器，一种用于运行微电化学传感器的方法以及对应的计算机程序产品。

背景技术

为了能够适配用于燃烧过程的燃料量和可供使用的氧量之间的比例，需要关于在燃烧过程的废气中的氧浓度的陈述。因为测量部位处的废气大多具有高温，所以需要耐温度变化的传感器用于确定氧浓度。

DE 199 41 051 A1描述了用于确定气体混合物中的氧浓度的传感器元件和用于制造该传感器元件的方法。

发明内容

以此为背景，利用本发明介绍根据独立权利要求的微电化学传感器、用于运行微电化学传感器的方法，此外介绍用于制造薄层的方法以及最后介绍对应的计算机程序产品。有利的构型从相应的从属权利要求和以下的描述中得出。

为了对微电化学传感器的传感器面进行加温，需要电能，所述电能由加热器转换成热能并且发出给传感器面。传感器的基体可以在传感器面的区域中被加温。通过从基体向隔膜导热可以对隔膜加温。

为了与此相应地节省能量并且仍然能够对尽可能大的传感器面加温，可以将加热器布置在传感器面处，而不电接触传感器面。加热器可以从微电化学传感器的基体脱耦。从而可以直接对传感器面加温。在无基体作为惰性的阻尼质量的情况下可以直接和快速地通过加热器均衡传感器面处的环境温度变化。

介绍至少具有以下特征的微电化学传感器：

隔膜，其具有第一子面和第二子面，其中隔膜至少在第一子面和第二子面的区域中对于特定化学物种的离子是可透过的，其中隔膜横向于基体中的凹穴布置并且不透流体地封闭凹穴；

桥接片，其在隔膜的第一侧上布置在第一子面和第二子面之间，其中桥接片被构造为在使用电能的情况下将隔膜在第一子面和第二子面的区域中加温到运行温度；

第一电极，具有第一子电极和第二子电极，其中第一电极是流体可透过的并且在隔膜的第一侧上至少布置在第一子面和第二子面上，其中桥接片被构造用于在桥接片的区域中防止在第一电极和隔膜之间的电接触；和

第二电极，具有第三子电极和第四子电极，其中第二电极是流体可透过的并且在隔膜的第二侧上至少布置在第一子面和第二子面上。

隔膜可以被理解为薄层材料。隔膜可以由不同的材料组成。隔膜的子面可以代表传感器的传感器面。至少在子面中，隔膜可以具有陶瓷材料。隔膜或子面可以是不透流体的。隔膜或子面可以是可选地可渗透的。隔膜或子面可以被装备为起催化作用。通过在隔膜或子面上以及替换地或补充地在隔膜或子面中的催化剂，隔膜或子面可以离子化化学物种。基体可以具有半导体材料和替换地或补充地具有陶瓷材料。基体可以具有用于接触传感器的电接触部。凹穴可以是通孔或腔。桥接片可以是肋。桥接片可以有分支。桥接片可以具有基体的材料。桥接片可以从基体脱耦。桥接片可以被构造用于加固隔膜。桥接片可以被构造用于通过电阻处的损耗热对隔膜加温。运行温度可以是化学物种在隔膜处的离子化温度。第一电极可以仅仅在桥接片旁边接触隔膜。第一电极可以被划分成子电极。第二电极同样可以被划分成子电极。子电极可以彼此邻接。电极可以是多孔的。电极是导电的。电极可以被装备起催化作用。子面可以在两侧由电极接触。

此外，介绍用于运行根据这里所介绍的方案的传感器的方法，其中该方法具有以下步骤：